ロボット工学向け MATLAB および Simulink
ロボティクスのアイデアやコンセプトを実世界の環境でシームレスに動作する自律型システムに転換
ロボティクスの研究者やエンジニアは、MATLAB および Simulink をアルゴリズムの設計やチューニング、現実世界のシステムのモデリング、コードの自動生成などに使用し、そのすべてを単一のソフトウェア環境で行っています。
MATLAB と Simulink を使用すれば、次のことが可能になります。
- 開発したアルゴリズムでロボットに接続し、制御。
- ハードウェア非依存のアルゴリズムを開発し、Robot Operating System (ROS) に接続。
- さまざまなセンサーやアクチュエータに接続し、制御信号の送信や多様なデータの解析が可能。
- C/C++、VHDL/Verilog、ストラクチャード テキスト、CUDA をはじめとする多数の言語で、マイクロコントローラー、FPGA、PLC、GPUなどの組み込みターゲット用コードを自動生成し、手作業によるコーディングを削減。
- 既成のハードウェア サポート パッケージを使用して Arduino や Raspberry Pi といった低コスト ハードウェアに接続。
- 共有可能なコードやアプリケーションを作成し、設計のレビューを簡素化。
- レガシーコード使用して既存のロボティクステムと統合。
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一緒にやってみましょう。
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ハードウェア プラットフォームの設計
3D 剛体メカニズム (車両プラットフォームやマニピュレーター アームなど) やアクチュエーター ダイナミクス (メカトロニクスや流体システムなど) の設計と解析。 既存の CAD ファイル をダイレクトに使用して作業できます。これは、URDF ファイルを直接 Simulink にインポートするか、SolidWorks や Onshapeなどの CAD ソフトウェアから可能です。摩擦などの制約条件や、電気、油圧、空気圧および他のコンポーネントによる マルチ ドメイン システムのモデル を追加します。運用が開始されたら、設計モデルをデジタルツインとして再利用します。
プランニングおよび意思決定
自己位置推定および環境地図作成 (SLAM)により、LiDAR センサーデータを使用して環境マップを作成します。
制約的環境におけるナビゲーションは、パスおよび動作プランニング用アルゴリズムの設計により行います。パスプランナーを使用し、どのようなマップ上でも無障害のパスを計算します。
不確実性に直面した際、ロボットによる意思決定が可能なアルゴリズムを設計し、協調的環境で安全に動作を実行します。意思決定に必要な条件とアクションを定義するため、ステート マシンを実装します。
“MATLAB および Simulink を使用すれば、制御アルゴリズムの開発、デバッグ、データ解析などのために複数のツールを切り替えるのではなく、単一の環境を使用できるのです。この統合機能により、プロジェクト開発全体の期間を短縮し、エラーの入り込む余地を削減できるのです。”
レンセラー工科大学 Dr. John Wen
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